(57)【要約】【課題】    本発明によれば、高温・高荷重下においても十分な耐久性があり、かつ、軽量で低コストな自動車用プーリを提供することを課題としている。【解決手段】  外輪と、  内輪と、  前記外内輪の間に介装された複数の転動体と、からなるころがり軸受の外輪外周面に、軽合金製プーリを固着してなる軸受一体型軽合金製プーリにおいて、  前記軽合金製プーリは外側円筒部と、内側円筒部と、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを連結する連結部とを有しており、前記連結部の両側面は平面部であり、前記外側円筒部の軸方向幅をＡ、前記連結部の軸方向幅をＢとしたとき、Ａ、Ｂの関係が０.３≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ であることを特徴とする軸受一体型軽合金製プーリによって課題の解決を図る。【選択図】    図１
2006083926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、
内輪と、
前記外内輪の間に介装された複数の転動体と、
からなるころがり軸受の外輪外周面に、軽合金製プーリを固着してなる軸受一体型軽合金製プーリにおいて、
前記軽合金製プーリは外側円筒部と、内側円筒部と、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを連結する連結部とを有しており、前記連結部の両側面は平面部であり、前記外側円筒部の軸方向幅をＡ、前記連結部の軸方向幅をＢとしたとき、Ａ、Ｂの関係が０.３≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ である
ことを特徴とする軸受一体型軽合金製プーリ。
【請求項２】
外輪と、
内輪と、
前記外内輪の間に介装された複数の転動体と、
からなるころがり軸受の外輪外周面に、軽合金製プーリを固着してなる軸受一体型軽合金製プーリにおいて、
前記軽合金製プーリは外側円筒部と、内側円筒部と、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを連結する連結部とを有し、該連結部の両側には放射線方向を向き円周方向に所定の間隔を置いてリブが形成され、前記リブは前記連結部と前記外側円筒部と前記内側円筒部とに一体化されており、前記外側円筒部の軸方向幅をＡ、前記連結部の軸方向幅をＢとしたとき、Ａ、Ｂの関係が０.２≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ である
ことを特徴とする軸受一体型軽合金製プーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジンの補機あるいはカムシャフトを駆動するためのベルトあるいはタイミングベルト用のテンショナーあるいはアイドラーとして、前記ベルト等に所望の張力を付与する軸受一体型軽合金製プーリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車エンジンの補機あるいはカムシャフトを駆動するためのベルトあるいはタイミングベルト用のテンショナーあるいはアイドラーとして、プーリが広く使用されている。
【０００３】
このプーリの材料としては、炭素鋼等の鋼材若しくは樹脂材が使用されている。自動車用プーリの使用条件としては、軸荷重１００〜５０００Ｎ、雰囲気温度−４０〜１２０℃ が一般的であり、プーリ温度としては高いもので２００℃ に達するものもある。また、近年の自動車用プーリの主な要求特性として、高温・高荷重条件下での耐久性、軽量化、あるいは低コスト化があげられる。
【０００４】
そこで、高温・高荷重の条件下においては、プーリ材に機械特性に優れた鋼材を使用し、それ程でもない条件下では、軽量化、低コスト化を目的として樹脂材を使用するのが一般的である。
【０００５】
しかし、近年では、鋼材や樹脂材をマグネシウム合金材に置き換える検討がされている。このマグネシウム合金製プーリは、図３に示すように、インジェクション成形若しくは鋳造成形にて製造されている。同図においては、プーリＬｐｚ側面には使用材料の低減による軽量化、低コスト化を目的としてリブＬｐｚ４を形成している。プーリＬｐｚの内径側にはころがり軸受Ｔが設けてある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の上記自動車用プーリの材料を単に樹脂材やマグネシウム合金材に置き換えた場合、高温・高荷重下においては、耐久性が不足する虞もある。
【０００７】
一方、前記プーリに鋼材を用いた場合は、重量が重くなって、しかもコスト高になるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、高温・高荷重下においても十分な耐久性があり、かつ、軽量で低コストな自動車用プーリを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、本発明は、
外輪と、
内輪と、
前記外内輪の間に介装された複数の転動体と、
からなるころがり軸受の外輪外周面に、軽合金製プーリを固着してなる軸受一体型軽合金製プーリにおいて、
前記軽合金製プーリは外側円筒部と、内側円筒部と、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを連結する連結部とを有しており、前記連結部の両側面は平面部であり、前記外側円筒部の軸方向幅をＡ、前記連結部の軸方向幅をＢとしたとき、Ａ、Ｂの関係が０.３≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ である
ことを特徴とする軸受一体型軽合金製プーリを提供する。
【００１０】
また、本発明は
外輪と、
内輪と、
前記外内輪の間に介装された複数の転動体と、
からなるころがり軸受の外輪外周面に、軽合金製プーリを固着してなる軸受一体型軽合金製プーリにおいて、
前記軽合金製プーリは外側円筒部と、内側円筒部と、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを連結する連結部とを有し、該連結部の両側には放射線方向を向き円周方向に所定の間隔を置いてリブが形成され、前記リブは前記連結部と前記外側円筒部と前記内側円筒部とに一体化されており、前記外側円筒部の軸方向幅をＡ、前記連結部の軸方向幅をＢとしたとき、Ａ、Ｂの関係が０.２≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ である
ことを特徴とする軸受一体型軽合金製プーリを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高温・高荷重下においても十分な耐久性があり、かつ、軽量で低コストな自動車用プーリを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
(実施形態１)
図１は本発明の実施形態１を示す軸受一体型軽合金製プーリの半断面図である。
【００１４】
図１において、本発明の軸受一体型軽合金製プーリＰｕは、玉軸受Ｔの外輪にマグネシウム合金製のプーリＬｐが嵌合固着されている。
【００１５】
玉軸受Ｔの外輪１は内周部に内周軌道１ａを有し、外周面１１には回転中心Ｘ−Ｘに対して直角な面よりも所定の角度θだけ傾いた円周溝１２を有している。
【００１６】
内輪２は、外周部に外輪の内周軌道１ａに対向する外周軌道２ａを有している。
【００１７】
ボール３は外輪の内周軌道１ａと内輪の外周軌道２ａとの間に複数個介装されて、外内輪の相対回転を許容している。
【００１８】
保持器４はボール３を保持している。
【００１９】
シール５は玉軸受Ｔの両端部において、内外輪の空間を密閉している。
【００２０】
マグネシウム合金製のプーリＬｐはＶベルト（図示略）が掛かる複数のＶ字溝Ｌｐ１２が外周面Ｌｐ１１に形成された外側円筒部Ｌｐ１と、この外側円筒部Ｌｐ１より内径側に形成された内側円筒部Ｌｐ２と、外側円筒部Ｌｐ１を内側円筒部Ｌｐ２と同心に一体に連結する部分である円輪状の連結部Ｌｐ３と、から構成されている。
連結部Ｌｐ３の両側面は平面部Ｌｐ３１になっている。
【００２１】
内側円筒部Ｌｐ２の内周面Ｌｐ２１は、外輪１の外周面１１と嵌合固定される。
【００２２】
プーリＬｐの内周面Ｌｐ２１は、両端部において、内周面Ｌｐ２１よりも内方に突き出た両端環状突起Ｌｐ２２、Ｌｐ２２を有していて、外輪１とマグネシウム合金製のプーリＬｐとの軸方向の固着を確実にしている。また、内周面Ｌｐ２１の軸方向の略中央部に、回転中心Ｘ−Ｘに対して所定の角度θだけ傾いた中央環状突起Ｌｐ２３が形成されている。この両端環状突起Ｌｐ２２，Ｌｐ２２は、インサート成型によって、玉軸受ＴとプーリＬｐを一体にする時に、溶融したマグネシウム合金が注入されるキャビティ（図示略）の設計構造によって形成される。また、中央環状突起Ｌｐ２３は溶融したマグネシウム合金が外輪の円周溝１２に注入されて形成されたものであり、外輪とマグネシウム合金との線膨張係数の差によって生じる嵌合面の円周方向クリープを防止している。
【００２３】
この軸受一体型軽合金製プーリＰｕは、特に、高温、高荷重下で使用に適応させるため、常温における引張り強さ２００ＭＰａ以上を有するマグネシウム合金から成っている。
【００２４】
そして、外側円筒部Ｌｐ１の軸方向幅をＡ(このＡはプーリの幅になる。以後、外径側円筒部幅Ａと言う)、連結部Ｌｐ３の両側平面部Ｌｐ３１間の軸方向幅をＢ( 以後、連結部幅Ｂと言う)とすると、これら、Ａ，Ｂの関係を０.３≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ に設定している。
【００２５】
Ｂ／Ａが０.３よりも小であると剛性が小さく、また、Ｂ／Ａが１より大きいとプーリの幅Ａよりも連結部幅Ｂが大きくなり、プーリのスペースを大きく取ってしまうので設計上現実的でない。
また、(Ｂ／Ａ)の上記値の範囲にしたがって、(Ｂ／Ａ)≒１ の構成とした時には、外径側円筒部幅Ａと連結部幅Ｂとが略等しくなって、軸受一体型軽合金製プーリＰｕは厚さＡのリング形状と非常に簡単な形状になるので、プーリＬｐの剛性を増すことができると共に、成形用の型も簡単な形状となる。
【００２６】
本実施形態の構成にすれば、連結部Ｌｐ３の両側面は平面部Ｌｐ３１になっているので、成型用の金型形状が簡単になるし、円周方向の厚みが均一であるから、剛性も円周方向で均一になり、応力集中がおきにくい。
【００２７】
(実施形態２)
つぎに、図２(ａ)、（ｂ）を参照しながら実施形態２を説明する。
【００２８】
図２（ａ）は実施形態２の正面図の半分を示す。図２（ｂ）は図２（ａ）の矢視断面Ｓ-Ｓにおける半断面図である。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）において、連結部Ｌｐ３の両側面に放射線方向に向き円周方向に所定の間隔をおいてリブＬｐ４１が設けられている。リブＬｐ４１は連結部Ｌｐ３と外側円筒部Ｌｐ１と内側円筒部Ｌｐ２と一体に成型されている。
【００３０】
そして、外側円筒部Ｌｐ１の軸方向幅をＡ(このＡはプーリの幅である。以後、外径側円筒部幅Ａと言う)、連結部Ｌｐ３の軸方向幅をＢ( 以後、連結部幅Ｂと言う)とすると、これら、Ａ，Ｂの関係を０.２≦(Ｂ／Ａ)≦１.０ に設定している。
【００３１】
リブＬｐ４１によってプーリの剛性を強化できるが、その場合でもＢ／Ａが０.２よりも小であると全体に剛性が不足する虞がある。また、Ｂ／Ａが１より大きいとプーリの幅よりも連結部Ｌｐ３が大きくなり、スペースを大きく取ってしまうので設計上現実的でない。
【００３２】
実施形態１では、連結部Ｌｐ３の側面を平面部Ｌｐ３１にしてあるが、軸受一体型軽合金製プーリＰｕの使用条件と要求される仕様によっては、例えば、高荷重・高温下での耐久性を維持しながら、さらなる軽量化の仕様等への対応する場合、本実施形態では、連結部Ｌｐ３の幅寸法Ｂをできるだけ小さくし、両側面にリブＬｐ４１を設け、このリブを外側円筒部Ｌｐ１及び内側円筒部Ｌｐ２と一体成型してプーリ全体の剛性を維持しつつ、高荷重・高温下の耐久性に対応する構成とすることができる。
【００３３】
なお、実施形態１と同一部位、同一符号については、既に説明をしているので、省略する。
【００３４】
上記実施形態１および実施形態２におけるマグネシウム合金は、樹脂と同様に軽量で、しかも放熱性に優れているため、軸受のグリース寿命も向上し、軸受一体型軽合金製プーリＰｕの高温・高荷重下における寿命を向上させることができる。
【００３５】
さらに、放熱性に優れるために、インサート成型後の冷却速度が速く、射出成型後に表面部と内部の冷却時間の差によって生じる引けといわれる変形が少ない。
【００３６】
また、マグネシウム合金は低コストであるため、連結部Ｌｐ３の軸方向幅Ｂを大きくしても、従来と略同じ材料費で剛性や耐久性を向上させることができる。
【００３７】
また、実施形態１および実施形態２では、プーリＬｐの材料としてマグネシウム合金を使用しているが、これに限定することなく、アルミニウム合金などの軽合金でも実施できる。
【００３８】
また、実施形態１および実施形態２では、玉軸受ＴとプーリＬｐとの一体化を、マグネシウム合金のインサート成型をすることによって行なったが、プーリ内周面Ｌｐ２１と、外輪外周面１１の圧入による固着でも実施するものである。      
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１を示す軸受一体型軽合金製プーリの半断面図        である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態２の半正面図を示す。
【００４０】
（ｂ）は（ａ）の矢視Ｓ-Ｓにおける半断面図である。
【図３】従来の軸受一体型軽合金製プーリを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｐｕ：軸受一体型軽合金製プーリ 
Ｌｐ：マグネシウム合金プーリ
Ｌｐ１:外側円筒部
Ｌｐ１１:プーリ外周面
Ｌｐ１２:Ｖ字溝
Ｌｐ２:内側円筒部
Ｌｐ２１:内側円筒部内周面
Ｌｐ２２：両端環状突起
Ｌｐ２３:中央環状突起
Ｌｐ３:連結部
Ｌｐ３１:平面部
Ｌｐ４１：リブ
Ａ:外側円筒部幅寸法
Ｂ：連結部幅寸法
Ｔ：玉軸受
１:外輪
１ａ:内周軌道
１１:外輪外周面
１２：円周溝
２：内輪
２ａ:外周軌道
３：ボール
４：保持器 
５：シール
【図１】
2006083926.tif 000003
【図２】
2006083926.tif 000004
【図３】
2006083926.tif 000005